조회수: 14 작성자: 사이트 편집자 게시 시간: 2019-05-17 출처: 대지
부분 방전 감지는 전력 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 유지하는 중요한 방법입니다. 고전압 장비에서 부분 방전은 절연 결함, 재료 노후화, 표면 오염 또는 숨겨진 전기 결함의 초기 징후일 수 있습니다. 이러한 신호를 조기에 감지하면 엔지니어가 오류 위험을 줄이고 전력 시스템 신뢰성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
일반적인 부분방전 감지 방법에는 전자기 감지와 초음파 감지가 포함됩니다. 각 방법에는 고유한 장점이 있습니다. 전자기 방법은 방전 활동으로 생성된 전기 신호를 감지할 수 있는 반면, 초음파 감지는 전기 장비 내부 또는 주변에서 부분 방전이 발생할 때 생성되는 음향 에너지에 중점을 둡니다.
초음파 부분방전 감지의 경우 센서 감도는 가장 중요한 성능 요소 중 하나입니다. 초음파 센서 회로의 감도가 낮거나 노이즈가 높을 경우 약한 방전 신호를 식별하기 어려울 수 있습니다. 감지 성능을 향상시키기 위해 LNA라고도 하는 저잡음 증폭기와 로그 감지 기술을 회로 설계에 사용할 수 있습니다.
부분 방전이 항상 즉각적인 장비 고장을 일으키는 것은 아니지만 점차적으로 절연 재료를 손상시킬 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 고장, 예상치 못한 가동 중단, 비용이 많이 드는 유지 관리 및 안전 위험이 발생할 수 있습니다. 개폐 장치, 변압기, 케이블 및 기타 고전압 장비의 경우 정기적인 부분 방전 검사는 예방 유지 관리의 중요한 부분입니다.
민감한 감지 시스템은 유지보수 팀이 심각한 결함으로 발전하기 전에 비정상적인 방전 활동을 찾는 데 도움이 됩니다. 이것이 초음파 센서 및 관련 신호 처리 회로가 전력 장비 검사에 널리 연구되고 사용되는 이유입니다.
전자기 감지와 초음파 감지는 부분 방전 테스트에 유용한 두 가지 접근 방식입니다. 전자기 방법은 방전 활동으로 인해 발생하는 전기 또는 무선 주파수 신호를 감지합니다. 초음파 방법은 부분 방전의 빠른 에너지 방출로 인해 생성된 음파를 감지합니다.
| 감지 방법 | 주요 신호 | 일반적인 장점 |
|---|---|---|
| 전자기 감지 | 전기 또는 전자기 펄스 신호 | 전기 신호 변화를 통해 방전 활동을 감지하는 데 유용합니다. |
| 초음파 감지 | 방전에 의해 생성된 음파 | 방전원을 찾고 전기 간섭 효과를 줄이는 데 유용합니다. |
초음파 부분 방전 감지의 한 가지 과제는 방전 신호가 매우 약할 수 있다는 것입니다. 신호는 거리, 장비 구조, 배경 소음 및 초음파 센서 자체의 감도에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 프런트 엔드 회로가 유용한 신호를 명확하게 증폭할 수 없으면 감지 결과가 불안정할 수 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해서는 저잡음 신호 증폭과 효과적인 신호 감지 기능을 갖춘 초음파 센서 회로를 설계해야 합니다. 고감도 회로는 부분 방전으로 인해 발생하는 약한 초음파 신호를 포착하는 능력을 향상시킬 수 있습니다.
저잡음 증폭기는 회로 잡음을 최대한 낮게 유지하면서 약한 초음파 신호를 증폭하는 데 사용됩니다. 부분 방전 초음파 센서에서 LNA는 일반적으로 추가 처리 전에 유용한 신호를 강화할 수 있도록 센서 프런트 엔드 근처에 배치됩니다.
LNA 설계에서는 이득, 대역폭, 입력 임피던스, 잡음 수준 및 전력 소비를 고려해야 합니다. 휴대용 또는 배터리 구동 검사 장치의 경우 센서가 현장에서 오랜 검사 기간 동안 작동해야 할 수 있으므로 낮은 전력 소비도 중요합니다.
로그 감지 기술은 넓은 동적 범위로 초음파 신호를 처리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 부분 방전 테스트에서 신호 강도는 방전 강도, 위치 및 주변 구조에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 로그 검출기는 이 넓은 신호 범위를 압축하여 시스템이 신호 레벨을 더 쉽게 측정하고 비교할 수 있도록 해줍니다.
저잡음 증폭기와 로그 감지 기능을 결합함으로써 초음파 센서 회로는 감도를 향상시키고 측정 안정성을 높이며 보다 실용적인 현장 검사 애플리케이션을 지원할 수 있습니다.
일반적인 초음파 부분방전 센서 회로에는 초음파 감지 소자, 저잡음 증폭기, 필터 회로, 로그 검출기, 출력 처리 회로 및 전원 모듈이 포함됩니다. 목표는 약한 음향 신호를 포착하고 소음을 줄이며 분석을 위한 안정적인 출력을 제공하는 것입니다.
| 회로 모듈 | 기능 |
|---|---|
| 초음파 센서 | 부분 방전에 의해 생성된 음향 신호를 수신합니다. |
| 저잡음 증폭기 | 추가되는 잡음을 줄이면서 약한 신호를 증폭합니다. |
| 필터 회로 | 원치 않는 주파수 성분과 배경 간섭을 줄입니다. |
| 대수 검출기 | 신호 강도를 보다 관리하기 쉬운 출력 범위로 변환합니다. |
| 배터리 전원 공급 장치 | 휴대용 현장점검 및 편리한 유지보수 사용을 지원합니다. |
초음파 센서 회로를 설계한 후에는 성능 테스트가 필요합니다. 주요 테스트 항목에는 감도, 이득, 잡음 수준, 감지 안정성 및 전력 소비가 포함됩니다. 이러한 결과는 센서가 실제 검사 조건에서 약한 부분 방전 신호를 감지할 수 있는지 여부를 결정하는 데 도움이 됩니다.
적절한 이득을 갖춘 고감도 초음파 센서는 부분 방전 감지의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 회로에 배터리를 공급하면 전력기기의 휴대용 검사에도 더욱 편리하게 사용할 수 있습니다.
초음파 부분방전 센서는 스위치기어, 변압기, 케이블 액세서리 및 기타 전기 장비의 검사에 사용할 수 있습니다. 이는 유지 관리 팀이 가능한 단열 문제를 식별하기 위해 비침습적 감지 방법이 필요할 때 특히 유용합니다.
전력 시스템 유지 관리를 위해 초음파 감지와 다른 부분 방전 테스트 방법을 결합하면 장비 상태를 보다 완벽하게 이해할 수 있습니다. 이는 결함 진단을 개선하고 상태 기반 유지 관리를 지원하는 데 도움이 됩니다.
부분 방전 감지는 절연 시스템 내부 또는 주변의 작은 전기 방전을 식별하는 데 사용되는 방법입니다. 고전압 전기 장비의 절연 결함을 조기에 발견하는 데 도움이 됩니다.
초음파 센서는 방전 활동으로 인해 생성된 음파를 감지할 수 있습니다. 이는 비침습적 검사에 유용하며 전기 장비에서 방전원을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.
LNA(저잡음 증폭기)는 약한 초음파 신호를 증폭하면서 잡음을 최대한 최소화합니다. 이는 감지 회로의 감도를 향상시킵니다.
로그 감지는 넓은 동적 범위의 신호를 처리하는 데 도움이 됩니다. 다양한 방전 레벨에서 초음파 신호 강도를 더 쉽게 측정하고 비교할 수 있습니다.
예. 잘 설계된 초음파 센서 회로는 배터리 전원을 사용할 수 있으므로 휴대용 검사 도구 및 현장 유지 관리 애플리케이션에 유용합니다.
초음파 부분 방전 감지는 절연 상태를 모니터링해야 하는 스위치기어, 변압기, 케이블 액세서리 및 기타 고전압 전기 장비에 사용할 수 있습니다.
